デジタルツインシティの代表的な応用シーンにはどのようなものがあるか？

以下の文章は、 数字城市产业研究より転載したものである。

デジタルツイン都市とは、デジタル世界の中に、物理的な実体都市と外観・挙動・思考が一致するデジタル仮想都市を構築し、現実世界のモニタリング、診断、遡及分析、予測、意思決定・制御を実現して、実体都市の計画、建設、ガバナンス、最適化などライフサイクル全体の管理に活用することで、都市の運行効率と市民の居住体験を向上させるものである。

デジタルツインは、モノのインターネット（IoT）、ビッグデータ、BIM、GIS、人工知能などの最先端技術を結集したものである。

デジタルツインには、どのような代表的な応用シーンがあるのだろうか。

         
01都市管理    

デジタルツイン都市とは、IoT技術、地理情報技術、スマート建築都市モデルなどを用いて物理都市を仮想のデジタル都市モデルに変換し、モデルによる運営シミュレーションを通じてリアルタイムのモニタリングを実現し、さらに予測・分析・最適化などの機能を達成するものである。

従来のスマートシティの概念は、異なる部分の都市機能をそれぞれ単体でスマート化するにすぎなかったが、デジタルツイン都市はトップレベル設計の段階で仮想と現実を結び付け、デジタル化・情報化を基盤として物理的な実体と対応するツインを重ね合わせ、仮想と現実の相互作用を実現する。

デジタルツインの応用シーンは広範にわたり、現在では交通、産業パーク、都市の緊急対応などの分野で、比較的成熟した実践事例がすでに存在している。

         
02都市交通

交通業界のデジタルトランスフォーメーションは長年にわたり進められており、道路交通の運行効率は大幅に向上したが、なお解決すべき課題が一部残っている。    

デジタルツイン技術の台頭に伴い、デジタルツイン都市の仮想空間を基盤として、交通情報データと高精度地図を組み合わせ、リアルタイム性とシミュレーション・予測の可能性を備え、物理的な実体を制御できる新型スマート交通システムを構築することが、今後の交通発展の新たな方向となるだろう。

スマートシティの交通シーンにおいて、デジタルツイン技術は、ホログラフィック交差点、高速道路、交通結節点（地下鉄、駅、空港など）という三つの細分シーンに応用できる。

ホログラフィック交差点は、レーダーやカメラなどのセンシング機器による監視を採用しているが、全天候・広範囲の交通事象の監視が不安定で、歩行者や機器の検知効果が低いといった問題がある。また、主に二次元の視点で表現されるため、一部のシーン（緊急指揮、交通計画など）の推演（シミュレーション）や意思決定のニーズを満たせない。

         
03高速道路

従来のスマート高速道路は監視カメラが中心で、設置ポイントの密度には限りがあり、重点エリアしかカバーできないため、全線区間の交通状況や事象を把握する手段に乏しく、監督に死角が生じて効果的な全域センシングを実現しにくい。また、データは収集されても活用されておらず、意思決定支援としての価値は低い。

         
04交通結節点

現在、交通結節点のシーンでは、データシステムが複雑かつ巨大で相互に連携しておらず、データ処理も依然として単一次元の統計手法に頼っているため、予測・判断能力が低い。さらに、シフト編成はほぼ従業員の経験に基づく判断に依存しており、ピーク時や祝祭日には、予測の誤りやシフト不足によって旅客の滞留が発生することが多い。

         
05ゼロカーボンパーク

デジタルツインがゼロカーボン・スマートパークを全面的に支援し、「ダブルカーボン」目標の実現に貢献する。    

デジタルツインはスマートパークを支援し、パークの管理者がパーク運営、セキュリティ、業務などの管理業務を遂行するのを補助し、管理コストの削減と効率向上を実現して、従業員の仕事と生活の体験を最適化する。

中国の「ダブルカーボン」戦略の推進に伴い、ゼロカーボンパークが誕生した。国際エネルギー機関（IEA）のデータによると、中国の工業パークのエネルギー消費量は社会全体の総エネルギー消費量の約69%を占め、二酸化炭素排出量は全国総排出量の約31%を占めており、しかも持続的な増加の勢いを見せている。そのため、ゼロカーボンパーク建設の重要性は言うまでもなく、ゼロカーボンパークはスマートパークの次の発展方向となっている。

デジタルツインによるゼロカーボンパーク建設の支援とは、デジタルツインパークを基盤に、センシング技術を通じて炭素排出関連データを収集し、AIアルゴリズムと組み合わせて炭素排出計画のシミュレーション・予測、カーボン計算、エネルギー効率のモニタリングなどの業務を実施し、効率的で安全かつスマートなゼロカーボンパークを建設することにより、パークのダブルカーボン目標の早期実現を後押しするものである。

         
06都市緊急対応

デジタルツインはスマート緊急対応を支え、都市の安全の防衛線を強固にする。    

デジタルツイン技術の都市緊急対応分野への応用は、すでにその優位性と応用の可能性を徐々に示し始めている。リアルタイムのデータと情報のモニタリング・分析を通じて、各種の緊急事態に迅速に対応できる。デジタルツインは、都市の緊急対応における防災訓練、災害予警報と意思決定支援、環境モニタリングと評価、危険物管理などのシーンに応用できる。

これにより、都市管理と救助の効率を高め、損失を軽減できる。技術の絶え間ない発展と応用シーンの絶え間ない拡大に伴い、デジタルツイン技術は都市管理者がよりスマートで効率的な都市緊急対応管理システムを構築するのを支援し、重要な人道的意義と経済的意義を持つ。

         
07スマート工業

デジタルツインは工業に端を発する。デジタルツイン技術の成熟に伴い、工業もまたデジタルツインが広く応用されるシーンとなるだろう。    

工業企業は、モノのインターネット（IoT）とエッジコンピューティングを通じて関連データをアップロードした後、デジタルツイン技術を用いることで、生産、エネルギー消費、設備、設計、製造管理などの業務を遂行でき、ひいては品質向上、コスト削減、収益創出、効率向上という四つの価値を実現できる。

工業は、生産プロセスに含まれる操作の違いによって、プロセス型工業とディスクリート型（離散型）工業に分けられる。以下では、この二種類の工業におけるデジタルツインの応用状況をそれぞれ紹介する。 

         
08自動運転

デジタルツインのテスト体系では、実際のテスト車両がリアルタイムに収集したデータをデジタルツインプラットフォームに送信し、仮想車両モデルを駆動するために用いることで、実際の動的データの処理と分析を完了し、評価軸とデータベースに基づいて車両の挙動を評価する。    

同時に、デジタルツインプラットフォームはシーンデータを実際のテスト車両のコントローラーへ送信し、自動車は自らのアルゴリズムに基づいて意思決定と行動を行う。仮想と現実の結合によって、仮想車両モデルの構築作業とテストシーン構築のプロセスが簡素化され、自動運転テストの効率が向上する。

         
09スマート医療

医療デジタルツイン技術は、医療機器のデータや医療情報システムなどの実際の多次元かつ多様なデータをリアルタイムに収集・計算し、AIによるモデリングを基盤として、BIM、CIMなどの技術を組み合わせ、病院の物理空間を病院ツインモデルに変換する。予測・分析などの機能を通じて、医務管理、外来診療管理、設備管理などのきめ細かな管理業務を実現する。

          

さらに、DICOMデータに基づく再構成技術によって高精度な人体モデルを構築し、手術プロセスや治療方案などをツイン化（仮想再現）する。    

医療デジタルツインの応用は経済・社会にとって積極的な意義を持つが、現在、医療分野のデジタルツイン技術はまだ成熟しておらず、データセキュリティやプライバシー、道徳・倫理などの課題に依然として直面している。

          

          

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